(57)【要約】  半導体発光素子２のバンプ電極２６と実装基板３の電極部２１を接合するに際し、半導体発光素子２のバンプ電極２６と実装基板３の電極部２１を接合させるときに実装基板３の電極部２１に電力を供給して半導体発光素子２をその電力で発光させ、発光した半導体発光素子２の光学特性を検出し、この光学特性の検出値を処理して半導体発光素子２のバンプ電極２６と実装基板３の電極部２１の接合状態を取得して接合完了を判定するので、半導体発光素子をその上に形成された金属電極を介して実装基板上の電極部に良好に接合できる。
2011145278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子の電極部と実装基板の電極部との接合中に前記実装基板の電極部に電力を供給して前記半導体発光素子を発光させ、
発光した前記半導体発光素子の光学特性を検出し、検出した前記光学特性に基づいて前記半導体発光素子の電極部と前記実装基板の電極部との接合を制御する
半導体発光素子の実装方法。
【請求項２】
半導体発光素子の電極部と実装基板の電極部との接合中に前記実装基板の電極部に電力を供給して前記半導体発光素子を発光させ、
発光した前記半導体発光素子の光学特性を検出し、検出した前記光学特性に基づいて前記半導体発光素子の電極部と前記実装基板の電極部との接合を制御するに際し、
押圧によって前記接合を制御した後、超音波によって前記接合を制御する
半導体発光素子の実装方法。
【請求項３】
半導体発光素子の電極部と実装基板の電極部との接合中に前記実装基板の電極部に電力を供給して前記半導体発光素子を発光させ、
発光した前記半導体発光素子の光学特性を検出し、前記光学特性の色度が規定色度範囲内に入ると共に、前記光学特性の輝度が規定輝度以上になったことを検出して接合を完了する
半導体発光素子の実装方法。
【請求項４】
前記半導体発光素子を前記実装基板に押圧する押圧機構の内部に形成された吸着孔を介して前記半導体発光素子を吸着保持し、
前記吸着孔を通して前記半導体発光素子の光学特性を検出する
請求項１〜３の何れかに記載の半導体発光素子の実装方法。
【請求項５】
前記半導体発光素子を前記実装基板に押圧する押圧機構の内部に形成された吸着孔を介して前記半導体発光素子を吸着保持し、
前記吸着孔を通して検出した前記半導体発光素子の第１の光学特性と、光透過性のコア材を前記吸着孔の内周に沿って配置した光導波路を通して検出した前記半導体発光素子の第２の光学特性とを、受光面積の比に基づいて重み付け処理した加算値に基づいて、前記半導体発光素子の電極部と前記実装基板の電極部との接合を制御する
請求項１〜３の何れかに記載の半導体発光素子の実装方法。
【請求項６】
検出した前記光学特性が、予め入力された閾値を超えている場合に接合が完了したと判定する
請求項１〜３，５の何れかに記載の半導体発光素子の実装方法。
【請求項７】
検出した前記光学特性が、予め入力された閾値を一度上回った後に前記閾値を下回った場合に接合が過剰であると判定する
請求項１または２記載の半導体発光素子の実装方法。
【請求項８】
その内部に半導体発光素子を吸着するための吸着孔が形成され、吸着した半導体発光素子を押圧する押圧機構と、
実装基板を保持するステージと、
前記ステージに保持された前記実装基板の電極部に電力を供給する電力供給部と、
前記吸着孔からの光の光学特性を検出する光学特性検出器と、
前記光学特性検出器の検出値に基づいて前記押圧機構の押圧を制御する処理制御部とを設けた
半導体発光素子の実装装置。
【請求項９】
その内部に半導体発光素子を吸着するための吸着孔が形成され、吸着した半導体発光素子を押圧する押圧機構と、
前記半導体発光素子に超音波を印加する超音波印加機構と、
実装基板を保持するステージと、
前記ステージに保持された前記実装基板の電極部に電力を供給する電力供給部と、
前記吸着孔からの光の光学特性を検出する光学特性検出器と、
前記光学特性検出器の検出値に基づいて、前記押圧機構による押圧または前記超音波印加機構による超音波を制御する処理制御部とを設けた
半導体発光素子の実装装置。
【請求項１０】
その内部に半導体発光素子を吸着するための吸着孔が形成されると共に、前記吸着孔の内周に沿って光導波路が配置され、吸着した半導体発光素子を押圧する押圧機構と、
実装基板を保持するステージと、
前記ステージに保持された前記実装基板の電極部に電力を供給する電力供給部と、
前記吸着孔からの光の光学特性を検出する第１光学特性検出器と、
前記光導波路からの光の光学特性を検出する第２光学特性検出器と、
前記第１光学特性検出器および前記第２光学特性検出器の検出値に基づいて前記押圧機構の押圧を制御する処理制御部とを設けた
半導体発光素子の実装装置。
【請求項１１】
前記処理制御部は、前記第１光学特性検出器で検出した検出値と、前記第２光学特性検出器で検出した検出値とを、受光面積の比に基づいて重み付け処理した加算値に基づいて、前記押圧機構の押圧を制御する
請求項１０に記載の半導体発光素子の実装装置。
【請求項１２】
前記吸着孔の直径が０．０５ｍｍ以上である
請求項８〜１０の何れかに記載の半導体発光素子の実装装置。
【請求項１３】
前記吸着孔の直径が前記半導体発光素子の対角径の０．２倍以下である
請求項８〜１０の何れかに記載の半導体発光素子の実装装置。
【請求項１４】
前記吸着孔の表面にコーティング材料がコーティングされた
請求項８〜１０の何れかに記載の半導体発光素子の実装装置。
【請求項１５】
前記コーティング材料が、ＳｉＯ２またはＭｇＦ２である
請求項１４記載の半導体発光素子の実装装置。
【請求項１６】
前記吸着孔の表面が鏡面状に加工された
請求項８〜１０の何れかに記載の半導体発光素子の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を実装基板に実装する実装方法と実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子の高輝度化や高効率化に伴い、半導体発光素子の薄型化や脆弱化が進んでいる。また、半導体発光素子のベアチップを実装基板上に実装する技術として、フリップチップ実装が利用されている。フリップチップ実装とは、半導体発光素子の電極部上に金属電極を形成し、半導体発光素子と実装基板上の金属電極とを電気的に接合する技術である。【０００３】
フリップチップ実装は、プロセスが複雑であり、接合面を直接に観察できない。そのため、特許文献１には、フリップチップ実装前の半導体発光素子に対しプローブ針を直接に接触させることにより、実装前の状態での半導体発光素子の光学特性や電気特性評価を行う技術が提案されている。【０００４】
また、特許文献２には、フリップチップ実装後の半導体素子と実装基板に対し、Ｘ線撮影装置や赤外線顕微鏡を用いて評価を行う技術が提案されている。この検査装置は図１０に示すように構成されている。【０００５】
図１０において、Ｘ線発生器１００から照射されたＸ線は、回路基板１０２とフリップチップ１０３を透過し、Ｘ線センサー１０４のセンサー面で光に変換されて画像化される。ここで、フリップチップ１０３は、回路基板１０２上にフリップチップ接合されたチップである。フリップチップ接合の接合部には、Ｘ線の吸収率が高い鉛や金等の重金属材料が使われている。そのため、Ｘ線画像では、フリップチップ接合の接合部が周辺に比べて黒くなり、その位置を容易に特定することができる。次に、フリップチップ１０３の裏面で接合部の上部に当たる位置の高さを、レーザーフォーカス変位計１０５により測定する。レーザーフォーカス変位計１０５は、Ｘ線撮影に影響しないように、Ｘ線を透過するミラー１０６を介して横方向から測定できるように構成されている。【０００６】
特許文献３には、光学ヘッドの組み立てにおいて、組み立て中に発光素子に通電して、発光素子の位置ずれを補正するダイボンディング方法が記載されている。【０００７】
特許文献４には、実装前の発光素子を吸着保持し、保持した発光素子に通電して輝度を測定して選別する技術が記載されている。【０００８】
特許文献５には、ボンディングツールによって吸着保持した半導体素子を、ボンディングツールによる押し付け力を検出しながら、プリント基板へ実装する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１５８９３２号公報
【特許文献２】特開平１１−１８３４０６号公報
【特許文献３】特開平６−４５６５２号公報
【特許文献４】特開平９−９２６９９号公報
【特許文献５】特開平７−１６１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の技術では、実装前の半導体発光素子の特性しか保証することができない。【００１１】
また、特許文献２の技術では、実装後の半導体発光素子の最終的な接合信頼性しか保証できない。すなわち、特許文献２の技術は、光学特性までを保証するものでなく、光学特性が不良であった場合には半導体発光素子を交換する必要がある。そのため、多額のロスが発生する場合がある。【００１２】
また、一般的な実装技術はオープンループ制御であるために、接合が完了しているにも関わらず、半導体発光素子に接合エネルギーを加えてしまうことがある。また、オープンループ制御であるために、接合が不十分な状態で半導体発光素子の実装工程が終了してしまうことがある。その結果、半導体発光素子の割れや半導体発光素子の内部の発光層へのダメージによる不良が発生してしまう場合がある。【００１３】
本発明は、より高い信頼性で半導体発光素子を実装基板に実装する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体発光素子の実装方法は、半導体発光素子の電極部と実装基板の電極部との接合中に前記実装基板の電極部に電力を供給して前記半導体発光素子を発光させ、発光した前記半導体発光素子の光学特性を検出し、検出した前記光学特性に基づいて前記半導体発光素子の電極部と前記実装基板の電極部との接合を制御することを特徴とする。【００１５】
また、本発明の半導体発光素子の実装方法は、半導体発光素子の電極部と実装基板の電極部との接合中に前記実装基板の電極部に電力を供給して前記半導体発光素子を発光させ、発光した前記半導体発光素子の光学特性を検出し、検出した前記光学特性に基づいて前記半導体発光素子の電極部と前記実装基板の電極部との接合を制御するに際し、押圧力によって前記接合を制御した後、超音波によって前記接合を制御することを特徴とする。【００１６】
また、本発明の半導体発光素子の実装方法は、半導体発光素子の電極部と実装基板の電極部との接合中に前記実装基板の電極部に電力を供給して前記半導体発光素子を発光させ、発光した前記半導体発光素子の光学特性を検出し、前記光学特性の色度が規定色度範囲内に入ると共に、前記光学特性の輝度が規定輝度以上になったことを検出して接合を完了することを特徴とする。【００１７】
本発明の半導体発光素子の実装装置は、その内部に半導体発光素子を吸着するための吸着孔が形成され、吸着した半導体発光素子を押圧する押圧機構と、実装基板を保持するステージと、前記ステージに保持された前記実装基板の電極部に電力を供給する電力供給部と、前記吸着孔からの光の光学特性を検出する光学特性検出器と、前記光学特性検出器の検出値に基づいて前記押圧機構の押圧を制御する処理制御部とを設けたことを特徴とする。【００１８】
また、本発明の半導体発光素子の実装装置は、その内部に半導体発光素子を吸着するための吸着孔が形成され、吸着した半導体発光素子を押圧する押圧機構と、前記半導体発光素子に超音波を印加する超音波印加機構と、実装基板を保持するステージと、前記ステージに保持された前記実装基板の電極部に電力を供給する電力供給部と、前記吸着孔からの光の光学特性を検出する光学特性検出器と、前記光学特性検出器の検出値に基づいて、前記押圧機構による押圧または前記超音波印加機構による超音波を制御する処理制御部とを設けたことを特徴とする。【００１９】
また、本発明の半導体発光素子の実装装置は、その内部に半導体発光素子を吸着するための吸着孔が形成されると共に、前記吸着孔の内周に沿って光導波路が配置され、吸着した半導体発光素子を押圧する押圧機構と、実装基板を保持するステージと、前記ステージに保持された前記実装基板の電極部に電力を供給する電力供給部と、前記吸着孔からの光の光学特性を検出する第１光学特性検出器と、前記光導波路からの光の光学特性を検出する第２光学特性検出器と、前記第１光学特性検出器および前記第２光学特性検出器の検出値に基づいて前記押圧機構の押圧を制御する処理制御部とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、半導体発光素子の電極と実装基板の電極部との安定した良好な接合を得ることができ、より高い信頼性で半導体発光素子を実装基板に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体発光素子の実装装置の構成図
【図２】本実施の形態１のヘッド部とその周辺の要部断面図
【図３】（ａ）本実施の形態１の第１工程図、（ｂ）本実施の形態１の第２工程図、（ｃ）本実施の形態１の第３工程図、（ｄ）本実施の形態１の第４工程図、（ｅ）本実施の形態１の第５工程図
【図４】本実施の形態１の処理制御のフローチャート
【図５】検出光学特性値と実装状態との関係図
【図６】本実施の形態１の押圧力の制御例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２の半導体発光素子の実装装置の要部構成図
【図８】本発明の実施の形態３の半導体発光素子の実装装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態３の半導体発光素子の実装装置の要部の検出信号波形図
【図１０】従来の実装装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の半導体発光素子の実装装置の構成図である。図２は、本実施の形態１のヘッド部とその周辺の拡大要部断面図である。図３（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態１の第１〜５工程図である。図２は、ヘッド部４において、押圧機構９および移動機構１０のみ、その断面を示した図である。図３（ａ）では、実装基板３および半導体発光素子２を上下から挟持する周辺部分について、上下に間隔を空けて図示している。
【００２４】
図１に示す実装装置１は、ヘッド部４と、ステージ５と、電力給電部６と、光学特性測定部７と、処理制御部８とを備える。ヘッド部４は、電極部としてのバンプ電極２６を備える半導体発光素子２を、図３（ｂ）のように保持して実装する。ステージ５は、半導体発光素子２が実装される実装基板３が載置される。電力給電部６は、実装中の半導体発光素子２へ電力を供給する。光学特性測定部７は、実装中の半導体発光素子２の光学特性値を測定する。処理制御部８は、実装装置１の動作を制御する。
【００２５】
図２に示すように、ヘッド部４は、押圧機構９と、移動機構１０とで構成される。押圧機構９は、保持した半導体発光素子２を、下方に押圧する。移動機構１０は、押圧機構９を実装基板３の所定の実装位置に移動させる。押圧機構９の全体形状は、その内部に吸着孔１１が形成された筒状である。押圧機構９の直径は、半導体発光素子２の対角径の１．０倍以上１．５倍以下である。吸着孔１１の直径は、０．０５ｍｍ以上、かつ、半導体発光素子２の対角径の０．２倍以下である。なお、一般的な半導体発光素子２の対角径は０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。
【００２６】
吸着孔１１には、負圧源１２に連通する吸引用通路１３が接続されている。半導体発光素子２は、吸着孔１１および吸引用通路１３を介し、負圧源１２による吸着動作にて保持される。
【００２７】
押圧機構９の先端で開口した吸着孔１１の終端には、図２に示すように光学特性検出器（第１光学特性検出器）１４が設けられている。光学特性検出器１４は、吸着孔１１に進入してきた光を検出する。そして、光学特性検出器１４は、光学特性測定部７を介し、処理制御部８の処理部１５へ向けて、検出した光の波長単位に応じた強度情報を送出する。なお、吸着孔１１の内周面（表面）には、光を高効率に反射または伝搬する物質で低屈折率のコーティング材料１６のコーティングが施されている。このコーティング材料１６は、進入してきた光を、低減衰率にて効率的に光学特性検出器１４に導く。このコーティング材料１６により、吸着孔１１に微弱な光が入ってきた場合でも、光学特性検出器１４で光が検出可能となる。コーティング材料１６には、屈折率１．５程度のＳｉＯ２やＭｇＦ２が好ましい。また、吸着孔１１の内周面（表面）を鏡面状に加工してもよい。吸着孔１１の内周面（光導波路の表面）を鏡面状に加工した場合は、若干反射率は低下するが、容易に反射面が形成できる。
【００２８】
ステージ５は、実装基板保持部１７と、移動機構１８とで構成される。実装基板保持部１７は、載置された実装基板３を吸引吸着する。移動機構１８は、実装基板保持部１７を水平面内で移動させる。
【００２９】
電力給電部６は、電力を供給する直流電源１９と、プローブ２２と、電圧を測定するための電圧測定器２０と、プローブ２３とで構成される。プローブ２２は、実装基板３の電極部２１に接触して直流電源１９と電極部２１を電気接続する。プローブ２３は、実装基板３の電極部２１に接触して電圧測定器２０と電気接続する。
【００３０】
光学特性測定部７は、光学特性検出器１４の出力を処理して、処理制御部８の処理部１５に出力する。
【００３１】
処理制御部８は、演算処理を行う回路および各種駆動回路を有する。処理制御部８は、ヘッド部４、ステージ５、電力給電部６、および、光学特性測定部７を制御する。図１では、処理制御部８の要部の構成要素として、処理部１５、押圧制御部２４、メモリ２５だけを図示している。処理部１５は、光学特性測定部７からの測定値を処理する。押圧制御部２４は、押圧機構９の力制御を行う。メモリ２５は、閾値Φｔｈの判定用データ等を保持する。
【００３２】
次に、図４のフローチャートを参照して処理制御部８の具体的な構成を説明する。
【００３３】
ステップＳ１では、図３（ｂ）に示すように、半導体発光素子２がヘッド部４の押圧機構９に吸着保持される。また、実装基板３が実装基板保持部１７の上に載置されて、吸着保持される。すなわち、半導体発光素子、実装基板をロードする。
【００３４】
ステップＳ２では、図３（ｃ）に示すように、移動機構１０，１８によって半導体発光素子２と実装基板３とが実装所定位置に移動し、これらの位置合わせが行われる。
【００３５】
ステップＳ３では、図２に示すように、プローブ２２，２３が実装基板３の電極部２１に接触し、直流電源１９、電圧測定器２０によって実装基板３の電気特性値を測定する。ここで、電気特性値とは、インピーダンス値や静電容量等の物理量を表す。
【００３６】
ステップＳ４では、ステップＳ３での測定結果に基づいて、実装基板３での電極ショート等の異常の有無を判定する。ステップＳ４の判定の結果、異常が検出された場合（ステップＳ４で異常無「ＮＯ」の場合）には、後述のステップＳ１１へ進む。
【００３７】
ステップＳ４において異常が存在しない（ステップＳ４で異常無「ＹＥＳ」）ことが確認された場合には、ステップＳ５〜ステップＳ８のルーチンを、ステップＳ７において接合完了と判定されるまで繰り返し実行する。
【００３８】
ステップＳ５では、押圧制御部２４が押圧機構９を制御して、半導体発光素子２を実装基板３に向かって押圧する。
【００３９】
ステップＳ６では、半導体発光素子２に対する押圧が継続的に行われている間（ステップＳ５の押圧工程の間）に電力供給部６により半導体発光素子２へ電力を供給し、半導体発光素子２を発光させる。そして、ステップＳ６では、半導体発光素子２の発光と同時に、光学特性検出器１４により実装基板３の光学特性値が測定される。ここで光学特性値とは、発光輝度や色度等の物理量を表す。
【００４０】
ステップＳ７では、ステップＳ６での測定結果に基づいて、処理部１５が接合完了か否かを判定する。
【００４１】
具体的には、処理部１５が、光学特性測定部７によって測定された光学特性値とメモリ２５に記憶されている閾値Φｔｈとを比較し、測定結果が閾値Φｔｈを上回った場合に接合が完了したと判定する。この閾値Φｔｈを図５によって詳しく説明する。
【００４２】
図５は、半導体発光素子２のバンプ電極２６を、実装基板３の電極部２１に一定圧力で押圧し続けた場合における光学特性値の遷移を示している。ここで、半導体発光素子２のバンプ電極２６が実装基板３の電極部２１に接触する時間をＴ１とする。この図５から、Ｔ１以降のしばらくの間は、半導体発光素子２の発光部の光学特性値は上昇していき、その後ほぼ一定値となることが分かる。半導体発光素子２の発光部の光学特性値が上昇後にほぼ一定値となることは、接合が正常な場合でも、接合が異常な場合でも、発生する。
【００４３】
接合が正常な場合（図５の３０の場合）でも、一定圧力で押圧し続けた場合は、その後、余分なエネルギーにより半導体発光素子２の発光部のダメージやバンプ電極２６のショートやオープン、また場合によっては発光部の割れ等が発生する。ここで、図５の３０ａの時点が、発光部の割れが発生した状態を表している。接合が異常な場合（図５の３１，３２の場合）には、半導体発光素子２のバンプ電極２６を実装基板３の電極部２１に一定圧力で押圧し続けても実装中の半導体発光素子２の光学特性値が閾値Φｔｈに達しない。
【００４４】
正常な実装時には光学特性値が一定値（図５のΦｔｈ）以上になるため、実装中の半導体発光素子２の光学特性値を閾値Φｔｈを基準に判定することによって、非破壊にて実装途中の接合状態を判定できる。
【００４５】
ステップＳ７において接合が未完了（ステップＳ７で接合完了「ＮＯ」）と判定されると、ステップＳ８へ進む。そして、ステップＳ８において接合に異常が有るか否かを処理部１５で判定し、異常無し（ステップＳ８で異常無「ＹＥＳ」）と判定されてステップＳ５に戻り、ステップＳ５〜ステップＳ７を実行する。
【００４６】
ステップＳ７において接合が完了したと判定された場合（ステップＳ７で接合完了「ＹＥＳ」の場合）には、ステップＳ９を実行する。
【００４７】
ステップＳ９では、処理部１５が接合完了通知信号を押圧制御部２４に送信し、この信号を受けた押圧制御部２４が押圧機構９による半導体発光素子２の押圧を停止する。
【００４８】
次いでステップＳ１０では、実装基板保持部１７による吸着保持を解除した状態でヘッド部４が図３（ｄ）に示すように上昇し、半導体発光素子２付きの実装基板３がアンロードされる。実装基板３をアンロードし、押圧機構９による半導体発光素子２の吸着保持を解除することによって、図３（ｅ）に示すように半導体発光素子の実装処理が完了する。
【００４９】
ステップＳ８では、例えば、ある一定時間の押圧処理にも関わらず、半導体発光素子２の光学特性値が閾値Φｔｈを上回らない場合（ステップＳ８の異常無「ＮＯ」の場合）に、ステップＳ１１へ進む。このとき、ステップＳ８の異常無「ＮＯ」として、半導体発光素子２の発光部のクラックやダメージ、バンプ電極２６のショートやオープン等の異常が有ると判定している。ステップＳ１１において、異常通知信号を押圧制御部２４に送信する。ステップＳ１１での異常通知信号を受けた押圧制御部２４は、ステップＳ９において、押圧機構９による半導体発光素子２の押圧を停止する。
【００５０】
このように、本実施の形態１の実装装置１では、半導体発光素子２を実装基板３に接合する押圧工程の途中に、光学特性測定部７により半導体発光素子２の光学特性値を測定する。そして、この光学特性値の測定結果に基づいて、半導体発光素子２と実装基板３との接合が完了したか否かが判定される。これにより、光学特性値が不十分であるにも関わらず接合動作が終了してしまうことが防止され、安定した接合強度および光学特性が得られる。
【００５１】
また、光学特性値が十分であるにも関わらず過剰に接合動作が行われることも防止できる。そのため、半導体発光素子２の発光部のクラックやダメージ、バンプ電極２６の損傷（ショート、オープン等）も抑制することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態１では、検出された光学特性値に応じて押圧工程の完了タイミングを制御したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、押圧工程の完了タイミングのみならず、検出された光学特性値に応じて押圧工程に係る任意のパラメータをリアルタイムに制御しても良い。制御対象パラメータの一例として、押圧工程における押圧力が挙げられる。検出された光学特性値に応じた押圧力の制御例を図６に示す。図６は、検出された光学特性値が低い間は押圧力を大きくし、検出される光学特性値の上昇に応じて押圧力を下げる例を示したものである。この場合、図６のような光学特性値と押圧力との関係を示すデータを、判定用データとして予めメモリ２５に記憶しておく。そして、この判定用データに基づいて、処理部１５から押圧制御部２４に押圧力に応じた制御信号を送信すればよい。もちろん、図６の制御例は単なる一例に過ぎず、実際の実装条件に応じた適切な制御を採用できる。
【００５３】
また、本実施の形態１では、装置を小型化するために押圧機構９に光学特性検出器１４を設けている。だが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、押圧機構９の外部に光学特性検出器１４を設け、吸着孔１１に入射した光を光ファイバー等にて光学特性検出器１４に導くような構成も可能である。
【００５４】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２の半導体発光素子の実装装置の要部構成図である。前述の実施の形態１では、吸着孔１１が空気通路であり、ここを伝搬する光を光学特性検出器１４で検出して、光学特性測定部７を介して処理制御部８が接合の押圧力を制御した。だが、吸着孔１１の伝搬周波数特性はコーティング材料１６の反射特性に左右されるため、広範囲の色度における輝度を測定して処理制御部８が接合の押圧力を制御するためには、検出光の伝搬周波数特性をより平坦化することが望ましい。
【００５５】
そこで、この実施の形態２では、複数本の光ファイバー３３を、吸着孔１１の内周面に沿って環状に配置している。この光ファイバー３３は、その先端が吸着孔１１の半導体発光素子２の側に位置され、その他端が光学特性検出器１４の側に位置されたコア材を有する光導波路である。さらに、本実施の形態２では、光学特性検出器１４とは別の第２光学特性検出器３４を設けている。複数本の光ファイバー３３のコア材中を伝搬した光は、第２光学特性検出器３４によって検出される。この場合、光学特性検出器１４は、環状に配置された光ファイバー３３によって囲まれた空気通路を伝搬する光だけを検出している。光ファイバー３３の外周面をコーティング材料１６でコーティングすることも考えられる。
【００５６】
光学特性検出器１４で検出された出力（以下、第１検出出力とする）と第２光学特性検出器３４で検出された出力（以下、第２検出出力とする）は、それぞれ光学特性測定部７を介して処理制御部８に入力されている。光学特性測定部７とは具体的には分光器であって、光の周波数毎の強度を測定して出力する。
【００５７】
光学特性測定部７を介して処理制御部８に入力された第１検出出力と第２検出出力は、処理部１５において、光学特性検出器１４と第２光学特性検出器３４との入射面積が異なっていても単位面積当たりの割合が同じになるように重み付けされる。このようにして、単位面積当たりの割合が同じになるように重み付けした後に、第１検出出力と第２検出出力とを加算して、押圧制御部２４に出力する。
【００５８】
処理部１５での重み付けを、詳しく説明する。第１検出出力をＡ１とし、光学特性検出器１４の入射面積をＮ１とし、第２検出出力をＡ２とし、第２光学特性検出器３４の入射面積をＮ２とする。このようにした場合、処理部１５の出力には、例えば、Ａ１・Ｎ２＋Ａ２・Ｎ１して出力される。本実施の形態２において、その他の数値や計算は、実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態２は、このように構成することで、光学特性測定部７を介して処理制御部８に入力する検出信号の周波数特性を、実施の形態１の場合よりも平坦化することができる。そのため、輝度と色度のばらつきを少なくした実装状態を実現できる。
【００６０】
（実施の形態３）
図８と図９は、本発明の実施の形態３の半導体発光素子の実装装置を示す。
【００６１】
ここで、半導体発光素子の一例が液晶ディスプレイパネルを背面から照明するバックライトの場合について、例に挙げて説明する。バックライトの場合には、発光色が白色の多数の発光素子を所定間隔で縦方向と横方向に実装することが必要である。さらに、バックライトの場合には、それに加えて、隣接する発光素子との間では、明るさのバラツキが少なく、かつ発光色のバラツキが少ないことが要求されている。
【００６２】
明るさと発光色のバラツキが発生する原因を、検討する。
【００６３】
発光素子の電極部に形成されているバンプ電極を、実装基板３の電極部２１に押し付けて実装する。ここで、押し付けて実装する前の発光素子の明るさと発光色のバラツキが無い場合でも、押し付け力のバラツキが生じると、バンプ電極２６のつぶれ方のバラツキが生じ、結果としてバンプ電極２６の電極部２１との接触面積のバラツキが生じる。
【００６４】
具体的には、バンプ電極２６の電極部２１との接触面積が大きい場合には、通電に伴う発光素子の発熱が、バンプ電極２６を介して電極部２１に良好に放熱される。これに対して、バンプ電極２６の電極部２１との接触面積が小さい場合には、通電に伴う発光素子の発熱がバンプ電極２６を介して電極部２１に放熱されにくい。そのため、接触面積が小さい場合には、発光素子の温度が上昇して、通電時間の経過に伴って明るさが低下する。
【００６５】
さらに、バンプ電極２６の電極部２１との接触面積が同じであっても、バンプ電極２６と電極部２１との界面の状態によっては、発光色の色度が僅かに変動する。
【００６６】
そこで、この実施の形態３では、輝度を目標輝度に近付けるだけでなく、色度も目標色度に近付けている。そのために、本実施の形態３では、実装基板３の直下で、かつ、実装基板保持部１７と移動機構１８の間に、超音波印加機構３５を介装している。さらに、処理制御部８は、図９（ａ）に示す制御を実行するように構成されている。その他は実施の形態２と同じであるため、説明は省略する。
【００６７】
図９（ａ）の横軸は時間を示し、左側の縦軸は押圧制御部２４に制御されて押圧機構９が半導体発光素子２を実装基板３に向かって押圧する荷重を示し、右側の縦軸は半導体発光素子２を実装基板３の基板面と平行な方向である横方向に振動させる超音波の強度を示している。また、図９（ｂ）の横軸は時間を示し、縦軸は実装途中の半導体発光素子２の検出輝度を示している。また、図９（ｃ）の横軸は時間を示し、縦軸は実装途中の半導体発光素子２の検出色度を示している。なお、図９（ａ）〜（ｃ）には、それぞれ、時間ｔ０，ｔ１，ｔ２を示し、タイミングの対応関係を明確にしている。
【００６８】
図９（ａ）に示すように、実施の形態３の処理制御部８は、検出された輝度が図９（ｂ）に示す目標輝度値Ｙｓになるまでは、押圧機構９によって半導体発光素子２を実装基板３に向かって押圧する。
【００６９】
検出輝度が図９（ｂ）に示す目標輝度値Ｙｓになったことを検出した処理制御部８は、図９（ａ）に示すように、そのときの押圧機構９による荷重を維持する。また、検出された輝度（以下、検出輝度とする）が図９（ｂ）に示す目標輝度値Ｙｓになったことを検出した処理制御部８は、超音波印加機構３５によって超音波の振動を図９（ａ）に示すように発生させて、半導体発光素子２に横振動を与える。
【００７０】
この超音波による横振動での接合は、バンプ電極２６の電極部２１との接触面積に顕著な変化が無く、半導体発光素子２の放熱特性の変化が少ない。そのため、図９（ｂ）に示すように、目標輝度値Ｙｓになるまでの荷重による変化率に比べて、検出輝度の変動が極端に小さい。しかし、図９（ｃ）に示すように、検出された色度（以下、検出色度とする）は、超音波振動による横振動によって一方向に変化する。処理制御部８は、検出輝度が目標輝度値Ｙｓ以上になると共に、検出色度が目標色度Ｃｓになったことを検出すると、接合が完了したと判定する。そして、処理制御部８は、超音波印加機構３５に超音波出力のオフを指示し、押圧機構９に荷重のオフを指示する。
【００７１】
本実施の形態３の構成によると、検出輝度を目標輝度以上にすると共に、検出色度についても目標色度に近付けることができる。そのため、液晶ディスプレイパネルを背面から照明するバックライトの製造に特に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、半導体発光素子を基板に実装することが必要な各種の電子機器の製造装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１    実装装置
２    半導体発光素子
３    実装基板
４    ヘッド部
５    ステージ
６    電力給電部
７    光学特性測定部
８    処理制御部
９    押圧機構
１０，１８    移動機構
１１    吸着孔
１２    負圧源
１３    吸引用通路
１４    光学特性検出器
１５    処理部
１６    コーティング材料
１７    実装基板保持部
１９    直流電源
２０    電圧測定器
２１    電極部
２２，２３    プローブ
２４    押圧制御部
２５    メモリ
２６    バンプ電極
３３    光ファイバー
３４    第２光学特性検出器
３５    超音波印加機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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